ПЦР in silico - In silico PCR

In silico PCR относится к вычислительным инструментам, используемым для расчета теоретических результатов полимеразной цепной реакции (ПЦР) с использованием заданного набора праймеров ( зондов ) для амплификации последовательностей ДНК из секвенированного генома или транскриптома .

Эти инструменты используются для оптимизации дизайна праймеров для целевых последовательностей ДНК или кДНК . Оптимизация праймера преследует две цели: эффективность и избирательность. Эффективность включает в себя учет таких факторов, как содержание GC, эффективность связывания, комплементарность, вторичная структура , а также температура отжига и плавления (Tm) . Селективность праймеров требует, чтобы пары праймеров случайно не связывались со случайными сайтами, отличными от интересующей мишени, и чтобы пары праймеров не связывались с консервативными областями семейства генов. Если селективность низкая, набор праймеров будет амплифицировать несколько продуктов помимо интересующей мишени.

Результат примера ПЦР in silico с программным обеспечением jPCR.

Создание подходящих пар коротких или длинных праймеров - лишь одна из целей прогнозирования продуктов ПЦР. Другая информация, предоставляемая инструментами ПЦР in silico, может включать определение местоположения праймера, ориентацию, длину каждого ампликона , моделирование электрофоретической подвижности, идентификацию открытых рамок считывания и ссылки на другие веб-ресурсы.

Доступно множество программных пакетов, предлагающих различный баланс набора функций, простоты использования, эффективности и стоимости. Primer-BLAST широко используется и находится в свободном доступе на веб-сайте Национального центра биотехнологической информации (NCBI). С другой стороны , коммерческое приложение FastPCR позволяет одновременно тестировать одиночный праймер или набор праймеров, предназначенных для мультиплексных целевых последовательностей. Он выполняет быстрое выравнивание без разрывов для проверки комплементарности праймеров целевым последовательностям. Вероятные продукты ПЦР можно найти для линейных и круговых шаблонов с использованием стандартной или обратной ПЦР, а также для мультиплексной ПЦР . VPCR выполняет динамическое моделирование мультиплексной ПЦР, позволяя оценить количественные эффекты конкуренции между несколькими ампликонами в одной реакции. Браузер УСК Genome предлагает isPCR , который обеспечивает графический вывод , как хорошо текстовый файл для просмотра продуктов ПЦР на более чем 100 секвенсированных геномов.

Праймер может связываться со многими предсказанными последовательностями, но для удлинения полимеразы можно использовать только последовательности с отсутствием или несколькими несовпадениями (1 или 2, в зависимости от местоположения и нуклеотида) на 3'-конце праймера. Последние 10-12 оснований на 3'-конце праймера чувствительны к инициации удлинения полимеразы и общей стабильности праймера на сайте связывания матрицы. Эффект одного несоответствия на этих последних 10 основаниях на 3'-конце праймера зависит от его положения и локальной структуры, что снижает связывание праймера, селективность и эффективность ПЦР.

использованная литература

внешние ссылки